河南省花生秧利用現(xiàn)狀及提高其飼料資源利用率的措施

王琳燚，李紹鈺，馬慧慧，鄧 文

(河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 畜牧獸醫(yī)研究所，河南 鄭州 450002)

花生是我國的傳統(tǒng)油料作物，與大豆、油菜共同構(gòu)成我國三大食用油源作物[1]?；ㄉ碚蓟ㄉ锪康?0%左右，每年我國花生秧的產(chǎn)量大約為2 700萬t[2]?；ㄉ頎I養(yǎng)豐富，約含12%粗蛋白、2%粗脂肪和45%碳水化合物，是寶貴的生物資源[3]。但在當(dāng)前，由于相關(guān)處理和利用技術(shù)落后，除少量作為粗飼料外，大量的花生秧被燒掉或扔棄，不僅造成了資源的巨大浪費，還污染環(huán)境。系統(tǒng)深入地開展花生秧綜合利用研究，提高其飼料資源利用率，是緩解人畜爭糧矛盾，發(fā)展節(jié)糧型畜牧業(yè)的重要途徑，并且能提高花生產(chǎn)業(yè)鏈的附加值，促進產(chǎn)業(yè)的高效、良性發(fā)展。河南是我國花生生產(chǎn)第一大省，探討河南省花生秧利用現(xiàn)狀及提高其飼料資源利用率的措施,意義尤為突出。

1 河南省花生秧利用現(xiàn)狀

2013—2018年，我國花生種植面積在460～473萬hm2，其中河南省花生種植面積從100萬hm2增長至133萬hm2?；ㄉ殉蔀楹幽鲜±^小麥、玉米之后的第三大農(nóng)作物，是河南省種植面積最大的油料作物[4]。2018年河南省花生產(chǎn)量為586萬t，占全國總產(chǎn)量2 127萬t的27.6%，與此同時，可產(chǎn)生約600萬t的花生秧。盡管花生秧的營養(yǎng)價值高，但對花生秧利用技術(shù)長期缺乏系統(tǒng)的研究，目前只有少部分沿用傳統(tǒng)的秸稈利用方法，如直接還田或制作有機肥等，也有少部分花生秧被作為粗飼料或青貯飼喂反芻動物。但這種利用較為粗放，不是建立在對花生秧營養(yǎng)價值進行精確評估的基礎(chǔ)上。因此，目前花生秧的應(yīng)用現(xiàn)狀既不能充分挖掘花生秧的營養(yǎng)應(yīng)用價值，也不能充分滿足動物的營養(yǎng)需求。

1.1 花生秧收集技術(shù)落后

花生秧的收集技術(shù)落后是導(dǎo)致花生秧飼用率低的重要原因之一。飼料原料要求來源充沛、可靠，且質(zhì)量穩(wěn)定。目前花生秧多以個體人工收獲為主，存在收獲效率低、收獲的花生秧質(zhì)量參差不齊等缺點?；ㄉ淼臋C械化收獲不僅可以提高收獲效率，還可以用于搶收作業(yè)，減少災(zāi)害天氣的影響，是保證其質(zhì)量穩(wěn)定的有效途徑。發(fā)達國家對花生機械化作業(yè)與裝備的研發(fā)具有起步早、投入大、發(fā)展快的優(yōu)勢，早已實現(xiàn)了專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。美國的花生機械化收獲水平代表世界先進水平，其花生機械收獲以大型聯(lián)合全喂入式或兩段式收獲為主，即先將花生挖掘、清土并條鋪于田間，待花生干至一定程度后，再用撿拾花生聯(lián)合收獲機進行撿拾摘果[5]。歐洲及其他發(fā)達國家鮮有花生的規(guī)?；N植，雖然印度、越南也是花生種植大國，但其機械化水平低，某些程度上還落后于我國。目前，我國花生以人工收獲為主，花生收獲機械化水平不高，機械化收獲占比約為30%，機械化和半機械化收獲技術(shù)僅在主產(chǎn)區(qū)得到一定應(yīng)用。我國花生收獲機還處于研發(fā)的初級階段，主要是以借鑒和模仿為主，而現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品所面臨的耗能高、適應(yīng)性低、可靠性差和損失率偏高的現(xiàn)狀還沒有完全解決，因此聯(lián)合收獲機械還處在試驗優(yōu)化階段[6]。由于我國長期以來農(nóng)業(yè)機械化工作的重心集中于水稻、小麥、玉米等主要糧食作物，花生及其他經(jīng)濟作物的機械化科研發(fā)展和創(chuàng)新起步晚、支持少、隊伍小，與產(chǎn)業(yè)需求差距大，須破解的難題多。目前我國生產(chǎn)花生收獲機的企業(yè)較少、對于研發(fā)的投入不足、從事相關(guān)專業(yè)人才的缺乏等使得生產(chǎn)的花生收獲機功能單一、可靠性差，進而造成了花生收獲機得不到良好的推廣和應(yīng)用。因此，我國使用的花生收獲機多以進口為主，但由于花生品種、土壤條件、種植模式等的差異，引進的花生收獲機不能很好地適應(yīng)實際情況，也難以得到普遍的推廣和使用。長此以往，花生種植戶還是愿意用傳統(tǒng)的人工勞動來進行花生收獲。我國花生種植范圍廣、規(guī)模大、模式復(fù)雜多變，多為直立品種低壟覆膜種植，對花生收獲機的研制要求更高、難度更大、待破解的技術(shù)難題更多[7]。其中，河南省的花生種植仍以個體散戶為主，花生的專業(yè)種植大戶和合作社的比例較低。而河南省的花生整體機械化水平僅在50%左右，無論是與主要糧食作物相比(小麥和玉米的機械化水平均超過90%)，還是同世界發(fā)達國家相比，依然存在較大差距[8]。一般情況下，進行大規(guī)模種植的農(nóng)戶或農(nóng)場主往往采用適宜機械化作業(yè)的夏直播壟作種植模式，以便在收獲時可進行聯(lián)合收獲作業(yè)；而花生種植小農(nóng)戶為了最大限度地利用土地和種植時間，往往采用間作和套作的種植模式，但其只適合平作，在收獲時只能采用人工或機械分段收獲方法[9]。

1.2 花生秧處理技術(shù)落后

花生秧處理技術(shù)落后，是導(dǎo)致其養(yǎng)分利用率低的最主要原因。反芻動物瘤胃中含有能夠降解和利用纖維物質(zhì)的微生物，而花生秧含有較高的粗纖維，因此能夠作為牛、羊等反芻動物的粗飼料；但花生秧在單胃動物和幼齡動物中的用量較少，是因為粗纖維會降低機體對其他營養(yǎng)成分的吸收和利用；另外，對于單胃動物來說，花生秧的能量水平偏低，蛋白質(zhì)含量不足，氨基酸也不夠平衡[10]。因此，對花生秧進行處理，可有效提高其飼用價值。常見的秸稈飼料化處理方法有氨化、青貯和微貯、熱噴和膨化等，其原理是用物理、化學(xué)或生物的方法對大分子纖維物質(zhì)進行降解和轉(zhuǎn)化，提高其作為飼料的消化利用率[11]。但當(dāng)前對花生秧飼料化處理技術(shù)的研究較少，主要是集中在青貯和發(fā)酵處理上。賀濤等[12]研究發(fā)現(xiàn)，以復(fù)合菌(包括纖維單胞菌、溶纖維丁酸弧菌、釀酒酵母菌、枯草芽孢桿菌和乳桿菌)發(fā)酵花生秧，可將秸稈飼料中的蛋白質(zhì)含量提高25.28%，粗脂肪含量提高28.51%，粗纖維含量降低13.54%。李術(shù)娜等[13]將解淀粉芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌和酵母菌按4∶4∶3的比例混合制備復(fù)合菌液來發(fā)酵花生秧發(fā)現(xiàn)，其粗蛋白含量由發(fā)酵前的10.11%提高到15.39%，而粗纖維、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維和木質(zhì)素含量均顯著降低。雖然花生秧的蛋白質(zhì)含量較高，但其還原糖含量低，單獨青貯的效果并不好，多將其與禾本科作物秸稈進行混合青貯以增加青貯飼料的蛋白質(zhì)含量。在禾本科作物秸稈進行青貯的過程中，根據(jù)各原料的含水量，添加青刈花生秧的量在15%～50%，最終混合青貯料的含水量控制在65%左右較為適宜[14]。盡管有研究表明青貯或微貯能夠提高花生秧的飼用價值，但仍缺乏系統(tǒng)性的研究，對于發(fā)酵菌種的選擇、發(fā)酵條件的優(yōu)化和控制等均停留在實驗室階段，大規(guī)模的生產(chǎn)試驗以及成熟的產(chǎn)品相對較少。

此外，相比于其他農(nóng)作物秸稈而言，花生秧更容易發(fā)生霉變，其主要原因包括收獲季節(jié)發(fā)生陰雨天氣以及儲存過程中受到潮濕影響。若霉變的花生秧被動物采食，便會出現(xiàn)消化不良、腹瀉、生長緩慢及其他霉菌中毒癥狀，嚴重時可導(dǎo)致動物死亡。因此，對花生秧中的霉菌毒素處理也是限制其利用的重要因素，但當(dāng)前鮮有關(guān)于通過技術(shù)處理來降低花生秧中的霉菌毒素以提高其利用率的報道。

1.3 花生秧應(yīng)用技術(shù)落后

實現(xiàn)花生秧有效的飼料化利用，需明確花生秧的營養(yǎng)成分和生物學(xué)利用率。當(dāng)前，研究者對花生秧常規(guī)養(yǎng)分的測定較多，缺乏對其營養(yǎng)價值系統(tǒng)評定的研究，例如李洋等[15]比較了湖北、山東、河南3個省花生秧的營養(yǎng)成分含量發(fā)現(xiàn)，不同來源的花生秧營養(yǎng)成分有顯著差異；張峰等[16]和唐兆秀等[17]分別測定了河北及福建主要花生秧的常規(guī)營養(yǎng)成分，并比較了不同品種間的差異。此外，關(guān)于花生秧在動物體內(nèi)的生物學(xué)研究較少，馬佳等[18]測定了花生秧在肉兔中的表觀消化能和主要養(yǎng)分消化率發(fā)現(xiàn)，花生秧在肉兔中的表觀消化能為5 116.7 kJ/kg，干物質(zhì)、粗蛋白、粗纖維、粗脂肪、灰分、鈣、磷的消化率分別為39.39%、57.54%、6.71%、27.18%、21.53%、20.55%、36.29%；趙明明等[19]以套算法和插值法估算花生秧在綿羊中的有效能值為6 620 kJ/kg，在飼糧中的適宜替代比例為20%～40%。花生秧在各畜禽種類中的能值、常規(guī)養(yǎng)分消化率、氨基酸含量及消化率數(shù)據(jù)仍大量缺失，原因可能在于花生秧的來源廣泛但質(zhì)量差異較大，目前尚未分級形成穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品，因此不能大規(guī)模地應(yīng)用于飼料生產(chǎn)。

除此之外，要實現(xiàn)花生秧的飼料化利用，還需要對不同畜禽種類、不同生長階段以及花生秧同其他飼料原料的搭配進行系統(tǒng)研究。但目前只有少部分研究是關(guān)于花生秧被用作牛、羊、兔的粗飼料或少量被添加至日糧中來育肥豬、鵝等。鮮有花生秧作為飼料時，動物的養(yǎng)分消化利用率、腸道微生物和環(huán)境、動物免疫和健康等方面的報道。相關(guān)研究表明，在粗飼料中增加花生秧干粉，當(dāng)其與玉米青貯干物質(zhì)配比為1∶1.2時，可降低荷斯坦奶牛的日糧成本，提高其氮素利用率及瘤胃中干物質(zhì)和粗蛋白的降解率[20]；而以長白公豬與通許縣當(dāng)?shù)仉s種母豬所生仔豬為試驗動物，在其0～90日齡時的日糧中添加花生秧粉的最高比例為10%，在其91～171日齡時可適當(dāng)增加花生秧干粉比例，但不宜超過30%[21]；當(dāng)飼糧能量和蛋白質(zhì)水平相同時，在2～4周齡或5～8周齡肉鵝的日糧中添加花生秧粉的適宜比例分別為8.0%和23.5%[22]。纖維營養(yǎng)是目前動物營養(yǎng)研究的熱點，它與日糧中的蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)等均是重要的營養(yǎng)素，對于動物腸道健康和腸道微生物發(fā)酵具有重要意義[23]。因此，對花生秧的纖維組成和特性及調(diào)控腸道健康進行深入研究，有利于充分挖掘花生秧纖維利用的潛力。

2 提高花生秧利用率的措施

2.1 提高花生秧飼用價值的認識

花生秧的營養(yǎng)物質(zhì)豐富，莖葉中的粗蛋白、粗脂肪和碳水化合物含量分別為12.9%、2.0%和46.8%，其粗蛋白含量是蘇丹草的1.5倍左右，稍高于多年生黑麥草，與紫花苜蓿花期的粗蛋白含量基本相當(dāng)[24]。李洋等[15]以飼料相對值(Relative feed value，RFV)和粗飼料分級指數(shù)(Grading index，GI)評估了多種反芻動物非常規(guī)粗飼料(花生藤、豌豆秧、花生秧、皇竹草、谷草、玉米葉和麥秸)的營養(yǎng)價值，發(fā)現(xiàn)以花生藤和花生秧的營養(yǎng)價值最高。于勝晨等[25]的研究表明，花生秧在肉羊中的能量價值以及各養(yǎng)分在肉羊瘤胃的有效降解率均高于其他秸稈飼料(豆角菀、紅薯菀、水稻秸稈、小麥秸稈和玉米秸稈)。要進一步提高花生秧的飼料利用率，首先要提高對其飼用價值的認識，加強對種植戶進行花生秧營養(yǎng)價值的培訓(xùn)和宣傳，去除將花生秧和其他作物秸稈等同看待和處理的傳統(tǒng)思想。而對花生秧的充分飼料化利用，能夠在保證動物生產(chǎn)性能的前提下，降低飼養(yǎng)成本并提高養(yǎng)殖效益，從而達到資源充分利用和農(nóng)民增收的目的。

2.2 加強花生秧集中處理

加強集中處理有利于得到充裕且質(zhì)量可靠的花生秧，促進其飼料化利用，具體措施有鼓勵花生專業(yè)種植大戶和合作社的發(fā)展，可提高花生種植的集中度并推進花生的標(biāo)準(zhǔn)化種植；加強花生聯(lián)合種收裝備的研發(fā)，可實現(xiàn)花生生產(chǎn)的機械化、自動化和智能化；在花生主產(chǎn)區(qū)設(shè)立花生秧飼料生產(chǎn)和銷售企業(yè)，建立花生銷售電商平臺，促進產(chǎn)銷融合等。

2.3 制訂花生秧標(biāo)準(zhǔn)和分級利用規(guī)程

花生秧質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)化和分級是花生秧飼料原料化的基礎(chǔ)，是以質(zhì)定價的前提，但目前尚無花生秧飼料的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或地方標(biāo)準(zhǔn)?；ㄉ淼馁|(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)主要應(yīng)包括營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)和衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)?；ㄉ淼臓I養(yǎng)成分受產(chǎn)地、品種、種植水平、刈割時間和高度等因素的影響[26]。張峰等[16]測定了冀花9742等7種花生秧的營養(yǎng)成分，其粗蛋白、粗脂肪、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維平均含量分別為10.85%、1.35%、51.79%和36.44%；河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所動物營養(yǎng)與畜產(chǎn)科學(xué)課題組前期測定了河南豫花37等6種花生秧的養(yǎng)分，其粗蛋白、粗脂肪、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維平均含量分別為8.11%、2.34%、37.12%和15.47%(數(shù)據(jù)未發(fā)表)。若在收獲花生的前10 d，將刈割高度保持在3～7 cm，既不影響花生產(chǎn)量，又能提高花生秧中粗蛋白、粗脂肪、維生素B2和維生素B6的含量[27]?；ㄉ淼男l(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)主要包括霉菌毒素和重金屬含量，可參照國家標(biāo)準(zhǔn)中《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 13078—2017)[28]。按照花生秧營養(yǎng)成分和霉菌毒素含量可將不同質(zhì)量的花生秧分為若干級，不同等級的花生秧價格不同。質(zhì)量過差的花生秧，如霉菌毒素含量過高，不適宜作為飼料，以免影響動物的生長性能和健康。

2.4 全面評價花生秧的營養(yǎng)價值

科學(xué)有效地評價花生秧的營養(yǎng)和飼喂價值，對于合理利用花生秧和提高其飼料化利用效率至關(guān)重要。但要有效利用花生秧就需要合理評價與獲取其營養(yǎng)參數(shù)，以便參與飼料配方的計算和設(shè)計。評價花生秧營養(yǎng)價值的方法主要分為評價花生秧養(yǎng)分含量和評價花生秧營養(yǎng)物質(zhì)可利用性的方法，前者主要包括概略養(yǎng)分分析法、范式纖維分析法以及近紅外光譜分析技術(shù)等主要在實驗室中進行的方法，后者主要包括體內(nèi)法、半體內(nèi)法、體外法等在動物中進行的方法[29]。

在飼料養(yǎng)分含量分析方面，近紅外光譜分析技術(shù)是一種較新的快速定量分析技術(shù)，它是基于飼料原料的粗蛋白、粗纖維、粗脂肪等成分中的含氫基團在近紅外光譜區(qū)(0.7～2.5 μm)對紅外線具有特定的吸收光譜，然后通過建立飼料原料待測成分含量與光譜信息之間的線性或非線性回歸模型來確定養(yǎng)分含量[30]。近紅外光譜分析技術(shù)無需復(fù)雜的前處理，且速度快、準(zhǔn)確度高、成本低，可同時分析多個不同種類的樣品，但檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性需要大量準(zhǔn)確的原始數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，而建立這些原始數(shù)據(jù)庫需要花費研究者大量的時間和精力[31]。

在營養(yǎng)物質(zhì)可利用性方面，體外消化技術(shù)是當(dāng)前飼料營養(yǎng)價值評價的發(fā)展方向，具有省時、省力的特點[32]。建立體外動物仿生消化系統(tǒng)并模擬腸道消化酶對飼料原料的水解和腸道蠕動，當(dāng)飼料原料經(jīng)體外消化后，測定其體外消化率，首次同動物體內(nèi)消化試驗的數(shù)據(jù)結(jié)果進行關(guān)聯(lián)并建立回歸方程，此后則只需測定體外消化數(shù)據(jù)，通過回歸方程計算即可獲得體內(nèi)消化數(shù)據(jù)，實現(xiàn)飼料營養(yǎng)價值的即時、快速評定[33]。

2.5 進行系統(tǒng)的花生秧應(yīng)用方案和飼喂動物腸道健康研究

促進花生秧的飼料化利用，需要建立不同動物種類及其不同生長階段的應(yīng)用規(guī)程?；ㄉ碓诜雌c動物中作為粗飼料如何單獨使用；與其他粗飼料搭配使用時應(yīng)如何配比，是否有組合效應(yīng)等均是有待于進一步解決的問題。此外，在幼齡動物的飼喂中，飼料的粗纖維和霉菌毒素是重要的限制因素；對于繁殖動物來說，其霉菌毒素的閾值也較低，同樣需要謹慎對待。除了研究不同動物種類及其不同生長階段花生秧的適宜添加量外，探究花生秧對動物腸道生理健康的影響可拓寬其應(yīng)用途徑?；ㄉ砀缓睦w維在以前被認為是日糧中不能夠被消化的植物成分，只會對動物的生產(chǎn)性能產(chǎn)生不利影響，但近期研究結(jié)果表明，日糧纖維能夠緩解仔豬的腹瀉、生長肥育豬的痢疾及母豬便秘[34]。日糧纖維在動物消化道內(nèi)不能被消化利用，但能被后腸中的微生物當(dāng)作發(fā)酵底物在分解利用后促進動物腸道有益菌群的繁殖、產(chǎn)生抑菌作用或為腸道上皮細胞提供短鏈脂肪酸。纖維在動物后腸中被微生物降解的程度和速度與纖維的水溶性、化學(xué)結(jié)構(gòu)、顆粒大小等多種因素密切相關(guān)[35]。目前，有關(guān)花生秧纖維類型、結(jié)構(gòu)以及對養(yǎng)殖動物腸道健康影響的研究報道甚少，有待于進一步加強該方面研究。

2.6 花生秧的加工和處理

對花生秧進行加工和處理，是提高花生秧營養(yǎng)價值的重要措施。傳統(tǒng)秸稈飼料的處理包括物理、化學(xué)和生物的方法。其中物理和化學(xué)處理方法是通過破壞部分纖維素的晶體結(jié)構(gòu)來削弱纖維素、半纖維素和木質(zhì)素之間的結(jié)合，從而擴大秸稈與消化液的接觸面積[36]。常見的秸稈飼料物理處理方法有高壓蒸煮、膨化和蒸汽爆破等，ZHAO等[37]研究發(fā)現(xiàn)，以蒸汽爆破法處理玉米秸稈，可增加玉米秸稈纖維素的含量并減少半纖維素，促進還原糖的釋放，增加瘤胃微生物的定植和對纖維的降解。化學(xué)法通常包括堿處理、氨化和氧化劑處理等，何春霞等[38]研究發(fā)現(xiàn)，利用堿化處理麥秸稈可以將不易溶解的木質(zhì)素變?yōu)橐子谌芙獾牧u基木質(zhì)素，使細胞間隙和細胞壁變得松散，易于消化液和纖維素酶滲入，最終提高消化率。生物處理法是通過利用某些特定微生物及其分泌酶處理農(nóng)作物秸稈(青貯、微貯、酶解等)，劉利等[39]用含有芽孢桿菌和酵母菌的復(fù)合菌劑處理花生秧，降低了花生秧的粗纖維和木質(zhì)素，提高了有機酸含量；在飼喂育肥豬時，提高了豬的消化率、消化道酶活和有益菌的比例。此外，若先使用物理或化學(xué)法，再結(jié)合生物法處理秸稈效果更好，CHANG等[40]先使用蒸汽爆破法處理秸稈后，再進行微生物發(fā)酵，與未處理或單一方法處理相比，秸稈纖維素和半纖維素含量都顯著降低，并且處理后的秸稈能夠部分替代肉雞日糧中的玉米。

3 小結(jié)

花生秧的飼料化是利用花生秧這一寶貴生物質(zhì)資源的重要途徑。有效地利用好花生秧不但可以減少環(huán)境污染，還能夠促進種植戶增收，進一步完善整個花生生產(chǎn)鏈條，促進花生產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。隨著研究者對花生秧利用價值的日益重視，并從多方面入手，系統(tǒng)深入地開展對花生秧綜合利用的研究，未來花生秧的有效利用率將會得到極大提升。